鱼类生理学呼吸生理
鱼类生理学课件第四章 呼吸及鳔
1.脊髓:支配呼吸运动的初级中枢。但脊髓的呼吸运动神经元
不能自动发放节律性兴奋,它们的活动必须受到延髓及以上的呼吸中枢调节
呼气中枢 2.延脑
交互抑制
吸气中枢
3.脑桥:呼吸调整中枢(具有促使呼气和吸气之间转化,使呼吸匀称和加
快呼吸频率作用 )
鱼类:呼吸中枢位于延脑和小脑。延脑是鱼类主 要呼吸中枢;小脑具有调整呼吸的作用,如将鱼类小脑中部及后部切断,
则丧失了呼吸的节律性活动规律。
(二)呼吸运动的反射性调节
鱼类呼吸运动是依靠颌部和鳃部数块肌肉协调运动所致,而这种协调运 动是在呼吸中枢控制下通过Ⅴ(三叉神经)、Ⅶ(面神经)、Ⅸ (舌咽神经)、Ⅹ(迷走神经)对脑神经支配的反射性活动。
Ⅴ、Ⅶ 支配鳃盖运动、上下颌运动,--支配呼吸运动
呼吸鳃活动进行反射性调节
(三)二氧化碳的运输(图)
1.CO2在血液中的存在形式 2.以氨基甲酸血红蛋白形式运输CO2 3.以碳酸氢盐形式运输 4.氧与Hb的结合对CO2运输的影响
O2与Hb结合促进释放 CO2 海登(Haldane)效应↑↓波尔效应(Bohr effect)
•
第四节、呼吸运动的调节
一、神经调节
(一)呼吸中枢
水环境PH值的变化
水环境PH值变化时,通过鳃、皮肤感受器 –反射性引起呼吸活动改变。
PH值↓,吸氧能力下降,即使水中溶氧丰富,也产生缺氧现象。
减弱。当T突然变化时,鱼类呼吸也会受到强烈干扰,鱼类从室温移入2-3℃ 水中,温差15-16℃ , 呼吸运动产生长时间中断,在这种情况下,呼吸运动的中断是由于神经休克所致。
5.水环境PH值的变化:水环境PH值变化时,通过鳃、皮肤感受器 –反射性 , 引起呼吸活动改变。PH值↓,吸氧能力下降,即使水中溶氧丰富,也产生缺氧现象
第六章鱼类的呼吸系统
真骨鱼类:幼鱼时在鳃孔之外也有丝状的外鳃,到成鱼期
则消失。
15
五 伪鳃、喷水孔鳃、舌弓鳃
伪鳃:
许多硬骨鱼类在鳃盖内面具一伪鳃,结构同鳃,但无呼 吸功能 分为三种类型: 自由伪鳃:明显可辨的伪鳃
覆盖式伪鳃:有结缔组织覆盖,但鳃丝构造仍明显可辨 封埋式伪鳃:被结缔组织包埋,表面不易辨认的
第六章 鱼类的呼吸系统
(The respiratory system)
第一节 鳃的构造 第二节 鱼类的呼吸运动 第三节 辅助呼吸器官 第四节 鳔
1
呼吸系统功能:执行血液与外界气体的交换,从外
界吸取足够的氧,同时将二氧化碳排 出体外 鱼类的呼吸器官是鳃,所需的氧气从水中获得 作为鱼的呼吸器官,必须具备以下三方面的条件 1、具备十分丰富的血管 2、呼吸器官的壁膜必须极薄,氧气能迅速通过 3、有一适当的“机械装置”使水能不断的接触呼吸面
2
第一节 鳃的构造(gill) 一、鳃的发生
鳃由咽部后端两侧发生。胚胎时期咽头内胚层—鳃 笼;外胚层形成鳃沟-最后穿孔形成鳃裂;前后鳃裂 以鳃间隔分开)--鳃间隔两侧发生鳃片。 软骨鱼类的鳃间隔明显,硬骨鱼类的鳃间隔退化
3
鳃的功能:呼吸、排泄氮代谢废物、参与渗透压调节
一般构造
1、内鳃裂:鳃裂开口于咽部一侧的孔裂。 2、外鳃裂:鳃裂开裂于体外的孔裂(硬骨鱼有鳃盖,所以
的种类(金枪鱼、马鲛鱼)等也无鳔
25
(二)鳔的功能
1、调节比重 在不同深度借放气或吸气来调节鱼体比重,使其和周 围水的比重一样,可毫不费力的停留在水的各层
2、呼吸的作用 肺鱼、多鳍鱼、雀鳝、弓鳍鱼的鳔有肺的功能,内有 许多小气室,其又分为许多小泡,可直接呼吸空气。
鱼类学06呼吸系统
二、鳔的形态
囊袋状,大小、长短、形状和位置因种而异; 形状有管状、梭形、卵圆形、心形等; 鳔室一般有一室、二室或三室; 按发达程度分为六种类型:基本型、喉鳔I、II、 III型,闭鳔I、II型。
三、鳔的气体控制
鳔的容积与鱼体所处水环境的密度成反相关,在淡 水中鳔体积大,在海水中鳔体积小;
第二节 呼吸运动
一、呼吸运动 1、鱼类通过口、口咽腔和鳃盖协调一致的运动,使水
流经鳃区,以保证呼吸顺畅。 多数鱼类通过口腔泵和鳃腔泵的扩张吸水和压缩出
水来完成整个运动过程; 具两个呼吸瓣,一对位于上下颌的内缘,称口腔瓣;
一对位于鳃盖边缘,形成鳃盖膜(鳃盖瓣)。 作用:口腔瓣防治水从口回流出去;鳃盖膜防治水
辅助呼吸器官的特点: 血管丰富; 有一定的表面积; 与外界的阻隔层极薄。
皮肤:鳗鲡、鲇、弹涂鱼、黄鳝等; 口咽腔黏膜:黄鳝; 鳃上呼吸器官:胡子鲇,乌鳢; 肠管:泥鳅; 气囊:囊鳃鱼 鳔:肺鱼。
A、乌鳢 B、胡子鲇 C、囊鳃鱼 D、攀鲈
一、鳔的一般构造
鳔体、气道和气腺; 鳔体即前室,是鳔的主体,气体的主要储存区; 气道分为后室和鳔管; 气腺位于鳔体前腹面的内壁上,是能分泌气体的腺 体,功能是向鳔内充气。
第六章 呼吸系统
第一节 鳃 第二节 呼吸运动 第三节 辅助呼吸器官 在胚胎期,咽部后端两侧的内胚层壁凸出形成鳃囊; 鳃囊向外伸展,与外胚层的内凹结合成鳃沟; 依次形成鳃板、鳃裂、鳃间隔; 鳃间隔的两侧,由外胚层发育形成鳃片; 皮褶向后延伸,形成鳃盖。
二、鳃的一般构造 鱼的咽部有5个鳃裂。鳃由鳃弓、鳃耙和鳃丝组成。
从外界进入鳃腔。两对呼吸瓣保证水流在口咽腔从 口向鳃孔的定向流动。
2、呼吸过程
扩张吸水过程:在鳃盖膜关闭的瞬间,鳃条骨展开 并向下沉落,鳃盖前部和口咽腔底部向外扩张,口咽 腔内形成负压;口裂开启,呼吸水流流入口咽腔,至 压力与外界相等,口腔瓣关闭。
【精品课件】鱼类的呼吸系统
功能:执行血液与外界气体的交换,从外界吸取 足够的氧,同时将二氧化碳排出体外。
鱼类的呼吸器官是鳃,所需的氧气从水中获得。 有些鱼类具有辅助呼吸器官。
第一节 鳃的构造 第二节 鱼的呼吸运动 第三口和鳃盖的 运动,使水出入鳃部,营呼 吸作用。多数硬骨鱼类都有 两种呼吸瓣。第一种是附着 。在上下颌的内缘,称为口腔 瓣,可以防止吸入口内的水 边行倒流出口外;第二种是 附着在鳃盖后缘的鳃盖膜, 称为鳃盖瓣。可防止水从鳃 孔倒流入鳃腔。
圆口类的呼吸运动
七鳃鳗当口吸着其他鱼体时,依靠鳃囊壁 的肌肉收缩,将水由外鳃孔吸入鳃囊,在此进 行气体交换后,又将水从外鳃孔压出。平时未 吸着鱼体时,水是由口部进入呼吸管,通过鳃 囊,由外鳃孔排出。盲鳗营寄生生活时,往往 将头部深深地钻入寄主体内,此时水是由离头 部稍远的总鳃管孔进入鳃囊,进行气体交换后, 再由总鳃管排出。盲鳗自由生活时,水可由头 顶的一个鼻孔进入咽部(内鼻孔通咽),再从 鳃囊流出体外。
复习思考题
1、 圆口类、软骨鱼类和真骨鱼类的鳃在结构上 有何不同?
2、 鳔有何机能? 3、 鱼类有哪些辅助呼吸器官?
鳔的机能
1.比重调节作用:鱼类在不同深度借放气或吸 气来调节鱼体比重,使它可以不费力地停留在水的各 层。
2 . 呼吸作用:肺鱼、多鳍鱼、雀鳝及弓鳍鱼的 鳔有肺的作用。
3.感觉机能:鳔能起测压计或水中传声器的作 用。有些鱼的鳔与内耳发生程度不同的联系,因而具 有较灵敏的听觉和感觉压力的能力。
4.发音作用 :鳔对附近器官所产生的声音起着 共鸣器的作用,使声音扩大。
都有发达的鳃盖,有鳃盖骨支 持。
喷水孔一般不存在。
多数鱼鳃间隔几乎消失,仅有 少许在鳃弓的前方。
鱼类鳃呼吸方式
鱼类鳃呼吸方式鱼类是一类生活在水中的脊椎动物,它们有着独特的呼吸方式——鳃呼吸。
鳃是鱼类的呼吸器官,通过鳃,鱼类能够从水中提取氧气,同时将二氧化碳排出体外,以维持自身的生命活动。
鳃呼吸是一种通过鳃腔进行气体交换的呼吸方式。
当鱼类张开嘴巴,水会通过口腔进入鳃腔,然后经过鳃耙的过滤,进入鳃裂。
在鳃裂内,水与鳃丝上的血管接触,氧气从水中被鱼类的血液吸收,而二氧化碳则从血液中释放到水中,最后由鳃裂排出体外。
这样,鱼类就能够通过鳃呼吸方式获得氧气,同时排出代谢产物。
鳃呼吸是鱼类适应水生环境的重要特征。
相比于陆生动物的肺呼吸,鱼类的鳃呼吸具有以下几个优势。
鳃呼吸使鱼类能够在水中进行高效的气体交换。
水的密度远高于空气,因此水中含氧量较低。
然而,鱼类通过鳃的特殊结构,能够将水中稀薄的氧气充分吸收到血液中,从而满足其生理需求。
鳃呼吸使鱼类能够在水中长时间生存。
相比于陆地上的动物,水中的氧气含量更少,因此如果鱼类采用肺呼吸,需要不断上升到水面吸氧。
而通过鳃呼吸,鱼类可以在水中持续呼吸,不受氧气供应的限制,能够更好地适应水生环境。
鳃呼吸还使鱼类能够在水中更好地维持水分和离子平衡。
鱼类的鳃腔与环境水分密切接触,通过鳃的运作,可以调节鱼体内外水分的平衡,保持体内稳定的渗透压。
同时,鳃还能排除体内过剩的盐分,保持体内正常的离子浓度。
然而,鱼类的鳃呼吸也有一些局限性。
首先,鳃呼吸受到水质的影响较大。
如果水中的氧气含量较低或者污染严重,鱼类就很难获得足够的氧气,从而影响它们的生存和发育。
其次,鳃呼吸使鱼类无法在干燥的环境中生存,因为鳃组织需要保持湿润才能正常运作。
总的来说,鱼类的鳃呼吸方式是一种适应水生环境的重要特征。
通过鳃呼吸,鱼类能够在水中高效地进行气体交换,同时维持体内水分和离子的平衡。
然而,鳃呼吸也有其局限性,对水质和环境的要求较高。
对于我们来说,了解鱼类的鳃呼吸方式,不仅能够增加对水生生物的了解,也有助于我们更好地保护和维护水生生态环境。
7-鱼类呼吸系统
47
肺鱼类的鳔
肺鱼类鳔的构造和作用 已和陆生脊椎动物的肺相类 似,已成为真正的呼吸器官 了,它可以直接呼吸空气。
多鳍鱼类、雀鳝和弓鳍 鱼等的鳔也有类似肺鱼的结 构,内壁也分为许多小气室。 可以直接利用空气进行呼吸。
48
鳔的功能
1.比重调节作用:鱼类在不同深度借放气或吸气 来调节鱼体比重,使它可以不费力地停留在水 的各层。
22
各类鱼的外鳃
23
辐鳍亚纲的多鳍鱼的幼鱼亦有一对柳叶状 的外鳃。多鳍鱼类和肺鱼类(澳洲肺鱼除外) 的外鳃属表皮的突出物。泥鳅及鲑的幼鱼也有 丝状外鳃,成鱼时消失。
一般真骨鱼类的幼鱼在其鳃未生出之前, 可借助鳍褶、皮肤及卵黄囊上的微血管网进行 呼吸。
24
第二节 鱼的呼吸运动
25
鱼类依靠口和鳃盖的运动,使水出入鳃部, 营呼吸作用。多数硬骨鱼类都有两种呼吸 瓣。第一种是附着在上下颌的内缘,称为 口腔瓣,可以防止吸入口内的水边行倒流 出口外;第二种是附着在鳃盖后缘的鳃盖 膜,称为鳃盖瓣。可防止水从鳃孔倒流入 鳃腔。
50
复习思考题
1、 鳔有何机能? 2、 鱼类有哪些辅助呼吸器官?分别列举
代表性鱼类。
52
鱼类鳃弓的内缘着生鳃耙。鳃耙系滤食器官,与 呼吸作用无关,但可保护鳃片。
硬骨鱼类具有鳃盖,覆盖于鳃腔外面。 圆口类及板鳃类没有鳃盖。
6
鳃片的结构
鳃片(或称鳃瓣)由无数鳃丝排列而成。 每一鳃丝的两侧的许多细板条状突起,彼 此平衡并与鳃丝垂直为鳃小片。鳃小片是 气体交换的场所,一般由单层上皮细胞包 围着结缔组织的支持细胞所组成。
13
七鳃鳗的鳃囊
。呼吸管,向外分
别直接开口于体外。
鱼类的呼吸系统课件
真骨鱼类的每一鳃丝具有一骨质或软骨质的鳃
条支撑。
4
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鳃片的结构
鳃弓下有两支血管分布在鳃区,背面一支为出鳃动 脉,腹面一支为入鳃动脉。入鳃动脉发出入鳃丝动 脉,它沿每一鳃小片基部水平地分出细支形成微血 管网,此即窦状隙,窦状隙的血液再经出鳃丝动脉 汇入出鳃动脉。
幼鱼呼吸器官
有一些鱼类的幼鱼在正式的鳃 没有发达之前,出现鳃片状的 构造,称为幼鱼鳃(或外鳃)。 板鳃鱼类的胚胎具有外鳃。孵 化后外鳃即消失。
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辐鳍亚纲的多鳍鱼的幼鱼亦有一对柳叶状的外 鳃。多鳍鱼类和肺鱼类(澳洲肺鱼除外)的外 鳃属表皮的突出物。泥鳅及鲑的幼鱼也有丝状 外鳃,成鱼时消失。 一般幼鱼(真骨鱼类)当鳃未生出前,可借鳍 褶、皮肤及卵黄囊上的微血管网进行呼吸。
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鳔的机能
1.比重调节作用:鱼类在不同深度借放气或吸气来调节鱼体比 重,使它可以不费力地停留在水的各层。
2.呼吸作用:肺鱼、多鳍鱼、雀鳝及弓鳍鱼的鳔有肺的作用。 3.感觉机能:鳔能起测压计或水中传声器的作用。有些鱼的鳔
与内耳发生程度不同的联系,因而具有较灵敏的听觉和感觉 压力的能力。 4.发音作用:鳔对附近器官所产生的声音起着共鸣器的作用, 使声音扩大。
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第二节 鱼的呼吸运动
鱼类依靠口和鳃盖的运动,使水出入鳃 部,营呼吸作用。多数硬骨鱼类都有两种呼 吸瓣。第一种是附着在上下颌的内缘,称为 口腔瓣,可以防止吸入口内的水边行倒流出 口外;第二种是附着在鳃盖后缘的鳃盖膜, 称为鳃盖瓣。可防止水从鳃孔倒流入鳃腔。
《鱼类的呼吸系统》课件
淡水鱼与海水鱼的呼吸适应性比较
1 淡水鱼
具有较大的鳃表面积以提 高氧气的吸收能力。
2 海水鱼
鱼鳃中拥有特殊细胞,帮 助排除过多盐分,维持体 内液体平衡。
3 两者的共同特点
均适应了水环境并发展出 对应的呼吸机制。
鱼类呼吸系统的发展演化
早期鱼类 现代鱼类 进化至陆地
鱼类的呼吸系统
鱼类的呼吸系统是它们生存的基础,关键性的功能是吸取溶解在
呼吸系统是生物体用来进行气体交换的一组器官。
功能
为鱼类提供氧气以维持正常的生命活动,并将代谢产物二氧化碳排出体外。
鱼类呼吸器官的结构和特点
1
鳃
鱼类最重要的呼吸器官,通过鳃腔将水
单纯通过皮肤进行气体交换。
拥有进化的鳃系统,提高了氧气的吸收效率。
某些鱼类进化出肺呼吸,成为能够在陆地生存的 物种。
人类对鱼类呼吸系统的利用和保护
利用
人类通过渔业对鱼类进行捕捞,作为重要的食物资 源。
保护
保护鱼类栖息环境,禁止过度捕捞,确保鱼类生存 和物种多样性。
总结和展望
1
总结
鱼类的呼吸系统为其提供了生存的基础,
鱼鳔
2
中的氧气吸收,同时排除二氧化碳。
负责进出水的控制,避免水流反向进入
呼吸器官。
3
鱼鳗强化机制
鱼类可以通过稀释酸泡来适应酸性水域 的呼吸需求。
鱼类呼吸过程的基本原理
气体扩散
二氧化碳扩散
氧气通过鱼类的鳃膜,从氧浓度 高的水中扩散到氧浓度低的血液。
二氧化碳从鱼类的血液中扩散到 氧浓度低的水中。
逆流交换
展望
2
具有多种适应不同环境的特点。
鱼类的呼吸和循环系统
02 鱼类循环系统简 介
心脏结构与功能
心脏位置
鱼类心脏位于鳃腔前方,紧贴于脊柱下方。
心脏结构
鱼类心脏由心房和心室构成,心房接收静脉血,心室则将血液泵入 动脉。
心脏功能
鱼类心脏的主要功能是推动血液循环,将氧气和营养物质输送到全 身各组织,同时将代谢废物排出体外。
血管分布及血液流动
01
血管类型
。
合理捕捞
制定科学的捕捞计划,限制捕 捞量和捕捞方式,避免过度捕 捞对鱼类循环系统的影响。
生态修复
通过生态修复措施,如湿地恢 复、水生植被种植等,提高水 体自净能力,改善鱼类生存环 境。
增强公众意识
加强环保宣传和教育,提高公 众对水生生物保护的重视程度 ,共同营造良好的生态环境。
THANKS
感谢观看
03 呼吸与循环系统 的相互关系
氧气在呼吸和循环中的传递
鱼类通过鳃呼吸,水流经过鳃丝时,氧气被鳃丝上的毛细血管吸收进入血液。 血液中的氧气通过心脏泵送,被输送到全身各组织和器官,供其进行呼吸作用。
在组织细胞中,氧气参与呼吸作用,释放能量供细胞使用,同时产生二氧化碳。
二氧化碳排放与循环调节
组织细胞产生的二氧化碳通过血液运 输回到心脏。
鱼类通过调节鳃盖的张合程度以及水 流速度,控制二氧化碳的排放速率。
心脏将含有二氧化碳的血液泵送至鳃 部,通过鳃丝将二氧化碳排放到水中 。
呼吸和循环对鱼类生存的意义
呼吸作用为鱼类提供能量来源, 维持生命活动。
循环系统确保氧气和营养物质的 输送以及代谢废物的排除,维持
内环境稳定。
呼吸和循环系统的协同作用,使 鱼类能够适应不同水域环境,如 淡水、咸水或不同温度的水域。
未来研究方向及挑战
鱼类呼吸系统ppt课件
但是,在少数低等硬骨鱼类如鲟鱼类的鳃 盖内方生长的半鳃是舌弓半鳃,发育过程 中,改变了位置,从原来的舌弓后缘迁移 至此。因为着生在鳃盖内方,所以又称为 鳃盖鳃。它是真鳃,因为由腹主动脉送来 的浊血在这里行气体交换。同一般鳃的功 能一样。
第一节 鳃(Gill)
鳃的后半鳃相邻两鳃裂 中间的间隔叫作鳃间隔; 它的前后两壁上发生许 多梳齿状或细板条状的 突起,称为鳃丝。 所有这些鳃丝合在一起 组成1个半鳃,通称鳃瓣。 鳃间隔前方(朝口方) 的半鳃叫前半鳃,鳃间 隔后方的半鳃称后半鳃。 每一个鳃间隔的前、后 两半鳃组成1个全鳃。
第一节 鳃(Gill)
辅助 呼吸 器官
水呼鳃没有完全长成之前,通过 鳍褶、皮肤以及卵黄囊等吸收一部分氧气,大 多为临时性构造,
见于热带或亚热带一些鱼类中,是一种永久性 的辅助呼吸器官,常见的有:皮肤、肠管、口 咽腔粘膜 、鳃上器官及气囊等。
居住在急流山溪中的某些鱼类,身体非常扁平,吸着在水底石 头上,口一直张着,水流不断地从口流进,从鳃盖孔流出,口 咽腔和鳃盖只是起着微弱的唧筒作用。 还有几种溪涧中生活的鱼类,呼吸运动可以休止一段时间,它 们的鳃盖孔极小,鳃腔内可以保留相当多的水量,同时由于山 水温度较低,溶氧充足,又附着在石上生活,能耗低,耗氧少, 所以虽然暂时停止进水,还不致引起不适。
(二)压缩出水过程
从水流过鳃区进入鳃腔时起,口腔瓣关闭。 口咽腔容积的变化与上一过程正好相反, 在肌肉的协同作用下,由前向后逐渐细小。 这时鳃盖膜仍然关着,但鳃盖后部已处在 最大限度的扩展中,水充满了整个鳃腔。 接着由前而后的压缩作用波及到该区,鳃 盖即有力地向体侧收拢,鳃盖膜跟着张开, 水被压出体外。 鳃盖膜关上,口张开,上述过程又复开始。
动物生物学鱼因类的呼吸
盐类的CO2和非结合的自由的CO2,当自由的CO2大量积
累时,将会给鱼类带来危害。
二:鱼类血液的氧溶量及氧的运输: 1:氧的运输:
运输的,总结以上:CO2分压越高,进入血液的 CO2量就越高,我们把能够表示CO2分压与血液 中CO2含量的关系曲线,称为CO2解离曲线.
值得说明的是:虽然都是血液,而且CO2分压 相同,但是A血和V血含有的CO2浓度是不同的,A 血含O2多,含CO2少,V血含O2少,含CO2多,这就 说明:还原血和氧合血结合CO2的能力是不相同的, 这是氧对血液结合CO2能力的影响,称为海登效应。 (氧和HB的结合,可促使CO2的释放称为海登效 应。) 该效应可以看成是还原血与氧合血之差,对于 鲤鱼来说,海登效应很明显。
竭,致使呼吸频率又行减退。
一般大鱼的呼吸频率比小鱼少。鱼为什
么能进行呼吸呢?
二、鳃的结构和机能
鱼类的呼吸器官主要是鳃,鳃是由一系列鳃片组 成,每一鳃片是由许多鳃丝组成而鳃丝基部有入鳃A, 在其背方有出鳃A。 每一鳃丝两侧有鳃小片组成。鳃小片是气体交换 的主要场所。这不仅仅是因为它的壁比较薄,而且也 是因为鳃小片中分布着丰富的毛细血管,以及此部位 的水流和血液的方向相反。鳃小片上有丰富的微血管, 实际上这些微血管并没有独特的血管壁结构,是由上 皮细胞和许多支持细胞,粘液细胞组成。 这种结构有利于气体交换。(入鳃A是腹主A的分 支,出鳃A进入背主A)。 图-6.2.2
第六章 呼吸
鱼类和人类一样,在代谢过程中需要不断的与外界 环境进行气体交换。呼吸就是血液接触空气的一种生理 现象,它的作用就是吸收氧气和排出二氧化碳。 各种鱼类由于其生活习性不同,因而呼吸也有多种 形式,主要形式是鳃呼吸,其它呼吸形式如鳗鲡的皮肤
鱼类生理学呼吸生理
26)。
硬骨鱼类的鲁特(Root)效应是和
氧气分泌到气鳔内的作用有关,
这将在气鳔一章中介绍。
图3-26 鲂鮄鱼的Root效应 (依D. J. Randall)
DPG(2.3―二磷酸甘油酸)和ATP对氧离曲线影响
脊椎动物红细胞中有很多有机磷化合物,特 别是2.3―二磷酸甘油酸,在调节Hb与O2 亲合力中有重要作用: 2.3―DPG↑ Hb与O2亲合力↓ 氧离曲线右移 2.3―DPG↓ Hb与O2亲合力↑ 氧离曲线左移 鱼类血液ATP增加,Hb与O2亲合力↓→氧离 曲线右移,释放O2增加,但是鱼类缺氧时ATP 下降,Hb与O2亲合力↑→氧离曲线左移,增加 氧的亲合和吸收来适应缺氧环境.
化学结合 O2占总运输量的98.5% CO2占总运输量的94-95%
物质基础
1、红细胞 血红蛋白结构特点
鱼类的血红蛋白(hemoglobin,Hb)是一个 四聚物(tetramer),由四个亚铁原卟啉(或 称血红素,heme)与珠蛋白(globin)结合组 成。血红素以卟啉环(porphyrin ring)为基础, 组成卟啉环的四个吡咯环(pyrrole ring)上的 氮又与亚铁(Fe2+)相连接。珠蛋白与亚铁相 接连,亦可以和各个吡咯环上侧链相连接 (图3-23
2、氧容量、氧含量、氧饱和度
氧容量:(Oxygen capacity): 每100ml血液中,Hb结合O2的最大量为血液 的氧容量. 人体: 20ml/100ml,鱼:5-20ml/100ml. 氧含量:(Oxygen content):每100ml血液中,Hb实际结合的氧量为氧含量. 氧饱和度:(Oxygent saturation):氧含量占氧容量的百分比. 血红蛋白和氧结合的程度在鱼体内主要受到pO2和pH值的影响。
鱼类呼吸与循环系统
第3页,共76页。
第4页,共76页。
全鳃(holobranch) :一个鳃间隔的前、后半鳃组 成 板鳃类→4对全鳃(1-4鳃弓)+1对半鳃(舌弓后
半鳃)
全头类→舌弓后具皮膜状鳃盖(无骨骼,假鳃盖), 鳃孔1对 硬骨鱼类→4对全鳃,无舌弓半鳃。具鳃盖骨系, 鳃孔1对
双肺鱼仅在第二鳃弓上长着1个半鳃(罕见) 海龙目和某些深海鱼类的鳃丝变异为绣球花状 或刷状
pH 7.52~ 7.71,较不稳定
第37页,共76页。
血 细 胞 (Blood corpuscle)
⑴红血球(红细胞,erythrocyte)
最多,扁平卵圆形,中央微凸
细胞质内含血红蛋白→运载氧气
软骨鱼类与真骨鱼类红血球的比较
软骨鱼类 真骨鱼类
大小
数量 血红蛋白量
20.6× 14.0μm 平均30.3万 平均3.76g
管和淋巴
静止期→上皮细胞柱状,细胞间无微血管网
第23页,共76页。
➢ 口咽腔粘膜:黄鳝 ➢ 气囊(air-sac):囊鳃类有1对管状长囊
➢ 鳃上器官(suprabranchial organ) 乌鳢、胡子鲇、乌鳢、攀鲈及斗鱼等
➢ 鳔:肺鱼
第24页,共76页。
第25页,共76页。
四、 鳔(swim bladder)
咽腔和鳃盖仅起微弱唧筒作用 双孔鱼:上鳃孔进水,下鳃孔出水
第21页,共76页。
圆口类的呼吸运动
七鳃鳗: ☺ 吸附时→鳃囊壁肌肉收缩将水由外鳃孔吸入鳃囊,
在此进行气体交换,再将水从外鳃孔压出 ☺未吸附→水由口部进入呼吸管,通过鳃囊,由
外鳃孔排出
盲鳗:
☻寄生生活时→头部深深地钻入寄主体内,水由 离头部稍远的总鳃管孔进入鳃囊,进行气体交换 后,再由总鳃管排出
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图3-18 鱼类鳃上皮对各种离子 渗透性示意图
NH3-NH4+:(鱼类如何应对碱性环境)
鳃上皮对NH4+的可渗性要比NH3差得
多,所以,鱼体代谢产物氨,主要是
以NH3的形式经过鳃上皮扩散到体外。 在密养而水很少更换的鱼池,鱼体排
出NH3的增多会使水质变坏,影响鱼
的生长。如果水的pH值偏高则影响更 大,因在pH值较高时,氨主要以NH3
图3-12 硬骨鱼类鳃腔、鳃弓和鳃丝的结构和位置图解
按单位体重来计算,硬骨鱼类呼吸表面积要比哺乳类小得多,只有
游泳能力很强的金枪鱼接近哺乳类的水平。5平方厘米每克
鱼类呼吸表面积比较小与鱼
鳃的双重机能——气体交换、离
子和水交换,有密切的关系。因 为增加鳃的表面积就会同时增加
气体交换以及离子与水的交换;
氮又与亚铁(Fe2+)相连接。珠蛋白与亚铁相 接连,亦可以和各个吡咯环上侧链相连接
(图3-23)。 图3-23 血红蛋白结构 模式图
珠蛋白具有种族特异性(species speciicity),不同的珠蛋白,其氨基 酸组成有所不同,并往往表现不同的和氧结合的亲和力。
每个血红蛋白分子能结合四个氧分子,即每个血红素结合一个氧分子。
的形式存在,它很容易经过鳃上皮渗
入体内。如果水的pH值较低,大多数 氨转变为NH4+:NH3+H+ 的影响就比较小。 NH4+, 图3-18 鱼类鳃上皮对各种离子 渗透性示意图
鳃上皮对NH4+是不可渗透性的,对鱼
第二节 氧和二氧化碳在血液中的运送
鱼类和其他脊椎动物一样,氧和二氧化碳的运送都是按照下图 所示 的模式以下列的几个基本步骤进行:
H++ HCO3-
血液中CO2的存在形式主要是HCO3-,但鳃上皮对HCO3-却不是很 容易渗透的,因此,大部分CO2仍然要以CO2分子的形式扩散到水中 去。在血液中,与CO2运输的有关反应过程主要是在红细胞内进行, 血浆只起次要作用,这些过程可以归纳如下:
1、细胞和组织→静脉血 (1)细胞和组织代谢活动产生的CO2进入血浆内。少量CO2物理性
而淡水鱼类,为了减少离子与水 的交换,往往要限制它们鳃的表 图3-13 脊椎动物呼吸表面和体重 的关系 (依Muir)
面积。
二 鳃的呼吸机能特征:
鱼类的呼吸动作是通过口腔和鳃腔两个“唧筒”或“泵”的 连续而协调的收缩与扩张的运动,造成连续不断的水流通过 鳃腔和鳃瓣(图3-14)。
活动缓慢的鱼类:主要依
3、氧离曲线
氧容量随血红蛋白浓度增加而按比例增加。 为了对血红蛋白含量不同的血液进行比较,就采 用血红蛋白氧饱和的百分比(亦即HbO2所占的百 分比),把实际氧含量表现为所占氧容量的百分 比。 氧离解曲线(oxygen dissociation curve)就是表示 血红蛋白氧饱和的百分比与pO2之间的关系的曲 线图。
第三章 呼吸生理
第一节 鳃的构造和机能
鱼的主要呼吸器官是鳃。 位置:
在硬骨鱼类的咽喉两侧具有五对鳃弓,前面四对长鳃,第五对无鳃。
第一至第四对鳃弓的每一鳃弓外凸面上都具有两行并排长着的薄片 状粘膜突起,叫鳃片(或称鳃瓣),第五对鳃弓则没有。
次级鳃瓣是进行气体交换的主要部位
鳃片由鳃丝排列而成。
因此,可以认为鱼类的血液对CO2 的感受性,即波尔效应
是一种生理适应性。波尔效应意味着少量CO2就能促使血 液大量释放O2;鱼类运动时身体组织需要大量O2,所以, 越是活动性强的鱼类,波尔效应越明显。
5、Root效应
鲁特效应(Root effect): 氧容量 随PCO2升高而下降的现象,称为 鲁特效应. 这时即使O2分压高到 一个大气压以上,氧容量仍然减 少而不回复. Root效应为鱼类所特有.(图326)。 硬骨鱼类的鲁特(Root)效应是和 氧气分泌到气鳔内的作用有关, 这将在气鳔一章中介绍。 图3-26 鲂鮄鱼的Root效应 (依D. J. Randall)
DPG(2.3―二磷酸甘油酸)和ATP对氧离曲线影响
脊椎动物红细胞中有很多有机磷化合物,特 别是2.3―二磷酸甘油酸,在调节Hb与O2 亲合力中有重要作用: 2.3―DPG↑ Hb与O2亲合力↓ 氧离曲线右移 2.3―DPG↓ Hb与O2亲合力↑ 氧离曲线左移 鱼类血液ATP增加,Hb与O2亲合力↓→氧离 曲线右移,释放O2增加,但是鱼类缺氧时ATP 下降,Hb与O2亲合力↑→氧离曲线左移,增加 氧的亲合和吸收来适应缺氧环境.
内把氧释放出来。
4、Bohr效应
血液pH值的变化对血红蛋白和
氧的亲和力有明显影响。当血
液H+增加,即pH值降低时,使 血红蛋白氧的亲和力降低,结
果就使氧离解曲线往右侧偏移
(图3-25)。这就是波尔(Bohr) 效应。
波尔效应: pH下降或 PCO2增加引起Hb对氧的 亲和力下降,曲线右移, 这种现象称~。
溶解于血浆内。一部分CO2与血浆蛋白结合;大部分 (90%以上) CO2 迅速扩散,经过红细胞的细胞膜而进入红细胞。 碳酸酐酶 (carbonic anhydrase)是一种含锌的酶,能加速碳酸的
合成与分解,对协助血液运输CO2起重要作用,但血浆中没有碳
酸酐酶。以下反应作用缓慢,HCO3-只在血液离开组织和处于静 脉内才形成。
入鳃动脉位于两鳃丝的基部,其两侧有横纹肌分布,
四周有软骨支持,在其背方有出鳃动脉,每一鳃
丝两侧有许多鳃小片(次级鳃瓣)。鳃小片中分
布着许多微血管。鳃小片由单层上皮细胞组成,
是血液与外界水环境气体交换的场所。
血流
入鳃动脉
入鳃丝动脉
鳃小片微血管(气体交换)
出鳃丝动脉
出鳃动脉
鳃呈筛网状 次级鳃瓣水流通过情状
当鱼体内进行厌氧代谢使乳酸积累 增多时,H+可经过鳃上皮渗透到水
里。
当水中pH值降低,H+增多时,不 仅会影响鱼体内H+的排出, H+还
会经过鳃上皮渗入体内,使体内的
pH值亦相应降低,因而会对鱼体造 成不良影响。 鱼类对这种情况有一定调节能力, 即鳃上皮主动地进行HCO-3和Cl-交 换,Na+和H+交换,通过Na+渗入 而取代一部分H+ ,使之排出体外 (图3-18)。
靠口腔和鳃腔的连续动作
进行呼吸。 快速游泳的鱼类:“冲压 呼吸”(ram ventilate) 图3-14 鱼类的呼吸动作图解 (参 考D. J. Randall)长箭头示水流方向
方向:水流通过鳃部和血流
灌注鳃部是反方向的,这样 就可以最大限度地提高气体
交换效率。
如图如果水流和血流是相同 方向的话,水流与血流之间
通过连续的呼吸动作,不断把空气或 水输送到呼吸器官(鳃或肺)表面; O2和CO2以扩散作用通过呼吸上皮; 通过血液以运送O2和CO2; O2和CO2以扩散作用,通过毛细血管 壁和组织的细胞膜。
图3-10 脊椎动物进行气体交换 和运送的图解(参考D. .J. Randall)
物质扩散率特点: 按照一定梯度的扩散率(rate of diffusion)通常和它的分子量(或密度) 的平方根成反比例,即分子小的扩散率大,反之则小。由于O2和CO2的 分子大小相似,其扩散率亦就相似,相等 动物的气体运输系统,既能够摄取与输送身体所需的O2 ,亦能够以适当 的速率将产生的CO2运出体外。
CO2 + H2O
H2CO3
H++ HCO3-
(2)红细胞含有大量的碳酸酐酶,进入红细胞的大部分
的气体交换量就很少;如果
水流和血流是反方向而两者 之间的扩散阻力又很小,水 图3-15 鱼类呼吸表面水流和血流的方向 和气体交换的关系(参考D. J. Randall) a. 动脉血;v. 静脉血;i. 入鳃水流;E. 出
流和血流之间的气体交换就
会大大增加。
鳃水流
比例:
在鱼类的呼吸过程中,通过鳃
和氧结合的血红蛋白叫氧合血红蛋白(oxyhemoglobin), 和氧气分离的 血红蛋白叫脱氧血红蛋白(deoxyhemoglobin)。
2、氧容量、氧含量、氧饱和度
氧容量:(Oxygen capacity): 每100ml血液中,Hb结合O2的最大量为血液 的氧容量. 人体: 20ml/100ml,鱼:5-20ml/100ml. 氧含量:(Oxygen content):每100ml血液中,Hb实际结合的氧量为氧含量. 氧饱和度:(Oxygent saturation):氧含量占氧容量的百分比. 血红蛋白和氧结合的程度在鱼体内主要受到pO2和pH值的影响。
鳃上皮对CO2, NH3, H+和O2是
可渗透的,但对HCO-3则是不 可渗透的。所以,水中CO2, O2,
H+和NH3 的浓度变化能明显影
响到这些分子通过鳃上皮的转移 (渗入或者渗出)。而水中
HCO-3的变化对体内CO2的排
出影响不大。 图3-18 鱼类鳃上皮对各种离子 渗透性示意图
H+:
(鱼类如何应对酸性环境)
物质基础
1、红细胞 血红蛋白结构特点
鱼类的血红蛋白(hemoglobin,Hb)是一个
四聚物(tetramer),由四个亚铁原卟啉(或
称血红素,heme)与珠蛋白(globin)结合组 成。血红素以卟啉环(porphyrin ring)为基础,
组成卟啉环的四个吡咯环(pyrrole ring)上的
图3-25 鱼类典型的血红蛋白 氧离解曲线
在组织:
CO2和其他代谢 产物累积
[H+]
Hb氧亲和力
O2 释放
氧合血红蛋白在组织内释放一个O2 的同时还结合一个H+,即: HbO2+H+ → HbH+ +O2↑